WOODY VEGETATION ON FELLINGS IN THE WEST SIBERIAN NORTH-TAIGA LOWLAND FOREST REGION

ДРЕВЕСНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ НА ВЫРУБКАХ В ЗАПАДНО-СИБИРСКОМ СЕВЕРО-ТАЁЖНОМ РАВНИННОМ ЛЕСНОМ РАЙОНЕ

Научная статья

Башегуров К.А.¹, Залесов С.В.^2, *, Мельникова К.В.³, Морозов А.Е.⁴, Оплетаев А.С.⁵

¹ ORCID: 0000-0002-9050-8902;

² ORCID: 0000-0003-3779-410х;

³ ORCID: 0000-0002-9188-8492;

⁴ ORCID: 0000-0002-2373-1151;

⁵ ORCID: 0000-0003-2602-6527;

^{1, 2, 3, 4, 5} Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

* Корреспондирующий автор (Zalesovsv[at]m.usfeu.ru)

Аннотация

На основании материалов пробных площадей проанализирована сохранность тонкомерных деревьев, оставленных на вырубке после проведения сплошнолесосечной рубки, и рост подроста последующей генерации. Установлено, что единично оставленные на вырубке тонкомерные деревья в большинстве своем погибают. При этом среди погибших деревьев сосны доминируют усохшие; ели, кедра, пихты и березы – ветровальные, а осины – буреломные. Если доля погибших деревьев сосны составляет 13% от количества оставленных на вырубке, то у ели доля указанных деревьев достигает 46%. Для повышения устойчивости оставляемых тонкомерных деревьев рекомендуется оставлять их биогруппами смешанного состава.

Вырубки, образовавшиеся после сплошнолесосечных рубок в сосняках Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района лишайниковой и зеленомошной групп типов леса довольно успешно возобновляются. При этом в условиях сосняка лишайникового подрост представлен почти исключительно сосной обыкновенной, а в условиях сосняка зеленомошного в составе подроста высока доля березы как порослевого, так и семенного происхождения. При этом средняя высота подроста сосны значительно уступает таковой у подроста березы. Указанное свидетельствует о необходимости проведения рубок ухода за составом. В условиях лишайниковой группы типов леса рубки ухода за составом можно не проводить.

На технологических элементах вырубки, как и на пасеках, наблюдается формирование подроста последующей генерации. При этом в первые 10 лет после рубки подрост в условиях сосняка лишайникового растет значительно медленнее, чем в условиях сосняка зеленомошного.

Ключевые слова: подзона северной тайги, сплошнолесосечная рубка, лесовосстановление, тонкомер, сохранность, подрост, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.).

WOODY VEGETATION ON FELLINGS IN THE WEST SIBERIAN NORTH-TAIGA LOWLAND FOREST REGION

Research article

Bashegurov K.A.¹, Zalesov S.V.^2, *, Melnikova K.V.³, Morozov A.E.⁴, Opletaev A.S.⁵

¹ ORCID: 0000-0002-9050-8902;

² ORCID: 0000-0003-3779-410x;

³ ORCID: 0000-0002-9188-8492;

⁴ ORCID: 0000-0002-2373-1151;

⁵ ORCID: 0000-0003-2602-6527;

^{1, 2, 3, 4, 5} Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia

* Corresponding author (Zalesovsv[at]m.usfeu.ru)

Abstract

The current article conducts an analysis of the preservation of thin-grained trees left in the clearing after continuous logging, and the growth of undergrowth of subsequent life cycle on the basis of the materials from sample areas. It is established that the singular undersized trees left after felling most often die. At the same time, among the dead trees, pine trees are dominated by shrunken ones; windthrow trees are spruce, cedar, fir, while aspen is among windsnap trees. If the proportion of dead pine trees is 13% of the number left on felling sites, then the proportion of spruce trees reaches 46%. To increase the stability of the undersized trees left behind, it is recommended to leave them as mixed-composition biogroups.

Those felling sites formed after continuous cutting in the pine forests of the West Siberian northern-taiga lowland forest area of the cladonia and spruce and fir forest types, are quite successfully resumed. At the same time, in the conditions of cladonia pine forests, the undergrowth is represented almost exclusively by scots pine, and in the conditions of fir and spruce forests, the undergrowth contains a high proportion of birch, both of sprout and seed origin. At the same time, the average height of the pine undergrowth is significantly lower than that of the birch undergrowth. This indicates the need for improvement cutting of the composition. In the case of the cladonia group of forest types, improvement cutting is not needed.

On the technological elements of fellings, as well as in apiaries, the formation of undergrowth of subsequent life cycle is observed. At the same time, in the first 10 years after felling, the undergrowth in the cladonia pine grows much slower than in the conditions of fir and spruce forest types.

Keywords: northern taiga subzone, clearcutting, reforestation, forest thinner, preservation, undergrowth, Scots pine (Pinus sylvestris L.).

Введение

Производительность и другие таксационные показатели будущих насаждений во многом зависят от сохранности оставляемого на вырубках тонкомера и успешности накопления подроста последующей генерации [1], [2]. Не случайно совершенствование лесовосстановления является одним из направлений повышения продуктивности древостоев [3], [4], [5].

В научной литературе довольно много публикаций, посвященных лесовосстановлению [6], [7], [8]. Однако проблема анализа лесовосстановления заключается в том, что оно зависит от целого ряда факторов. В частности, от площади вырубки, лесного района, типа леса, состава древостоя, технологии лесосечных работ, сезона проведения последних, наличия подроста предварительной генерации и так далее [9], [10], [11]. Логично, что все эти показатели должны учитываться при планировании и проведении рубок спелых и перестойных насаждений.

К сожалению, до настоящего времени для целого ряда регионов страны накопленной информации о формировании древостоев на вырубках еще недостаточно для научно-обоснованного проектирования способов лесовосстановления. Последнее приводит к тому, что на вырубках, где формирование высокопроизводительных древостоев из хозяйственно ценных пород можно обеспечить мерами содействия естественному лесовозобновлению, создаются искусственные насаждения. При этом в условиях, где без создания лесных культур вырубки долгое время не восстанавливаются и формируются пустыри, планируется естественное лесовосстановление. В качестве примера непрофессионального подхода к вопросам лесовосстановления можно привести массовую смену коренных хвойных насаждений на производные мягколиственные после сплошнолесосечных рубок в XX столетии.

Цель, методика и объекты исследования

Целью наших исследований было установление сохранности тонкомера, оставляемого в процессе проведения сплошнолесосечных рубок и накопления подроста последующей генерации для разработки предложений по совершенствованию способов лесовосстановления.

В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП). Последние закладывались в соответствии с широко апробированными методиками [12], [13]. На всех заложенных пробных площадях помимо установления количественных и качественных показателей подроста определялся его возраст и высота, а также приросты по высоте у 100 экземпляров подроста сосны обыкновенной.

Дополнительно производился перечет оставленных на доращивание тонкомерных деревьев с распределением их на здоровые, наклоненные, ветровальные, буреломные, сухостойные с целью установления устойчивости оставленных на вырубках деревьев.

Работы проводились на вырубках 4-10-летней давности образовавшихся после проведения сплошнолесосечных рубок в сосновых насаждениях лишайниковой и зеленомошной групп типов леса в Западно-Сибирском северо-таежном равнинном лесном районе. В соответствии с классификационной схемой типов лесорастительных условий и типов леса Ханты-Мансийского автономного округа – Югры [14] исследования проводились в первой и второй группах лесорастительных условий.

Результаты и обсуждение

В процессе проведения сплошнолесосечных рубок на вырубках оставляются тонкомерные деревья диаметром менее 16 см, входящие во второй ярус или нижнюю часть древостоя. Эффект от оставления указанных деревьев состоит в том, что при увеличении количества солнечной радиации они начинают давать обильные семена, что способствует лесовосстановлению на вырубке. Однако нередко данный процесс не наблюдается. Так, если в процессе проведения лесосечных работ оставляются на вырубке деревья IV-V классов роста по Крафту, то они просто в силу своего возраста и состояния не способны перестроить ассимиляционный аппарат к новым экологическим условиям и просто погибают или сохраняют жизнеспособность, но не дают семян. Другими словами, в качестве оставляемого на вырубках тонкомера должны отбираться молодые тонкомерные деревья, расположенные желательно биогруппами. Последнее будет способствовать повышению их устойчивости в условиях вырубки.

Выполненные нами исследования показали, что в первые 10 лет после рубки на вырубке погибает значительная часть оставленного тонкомера (табл. 1).

 

Таблица 1 – Сохранность оставленного тонкомера на вырубках в первые 10 лет после рубки в зеленомошной группе типов леса

Древесная порода	Ед. изм.	Количество тонкомерных деревьев
		здоровых	наклоненных	ветровальных	буреломных	сухостойных	итого
Сосна	шт/га	238	14	2	-	19	273
	%	87	5	1	-	7	100
Кедр	шт/га	216	15	15	3	5	254
	%	85	6	6	1	2	100
Пихта	шт/га	84	-	14	10	12	120
	%	70	-	12	8	10	100
Ель	шт/га	263	15	122	34	54	488
	%	54	3	25	7	11	100
Береза	шт/га	255	28	39	11	21	354
	%	72	8	11	3	6	100
Осина	шт/га	248	7	-	71	14	340
	%	73	2	-	21	4	100

 

Материалы табл. 1 свидетельствуют, что максимальной устойчивостью обладает тонкомер сосны и кедра. При этом основной причиной гибели тонкомера сосны является усыхание, а у кедра ветровал.

Худшей сохранностью характеризуется тонкомер ели, который погибает преимущественно от ветровала. Спустя 10 лет после рубки из оставленных на вырубке экземпляров тонкомера ели сохраняют жизнеспособность лишь половина.

Выворачивание с корнем (ветровал) является причиной основной гибели тонкомера березы. При этом осина практически не страдает от ветровала. Гибель тонкомера осины обусловлена преимущественно буреломом, то есть сломом ствола.

Таким образом, даже при отсутствии сбыта древесины деревья березы и осины следует вырубать или оставлять биогруппами во избежание захламления вырубок. Оставление тонкомера ели и пихты в виде единичных деревьев нецелесообразно, поскольку они практически полностью вываливаются ветром или усыхают. Оставление тонкомера целесообразно лишь при его групповом размещении. При этом мягколиственные породы служат защитой кедру, ели и пихте от ветровала.

Успешность формирования молодняка во многом зависит от количественных показателей подроста предварительной генерации. Однако, если таковой отсутствует или его недостаточно для лесовосстановления вырубки основную роль играет подрост последующей генерации. Выполненные нами исследования показали, что накопление подроста последующей генерации на вырубках лишайниковой и зеленомошной групп типов леса идет вполне успешно и количество подроста спустя 10 лет после рубки составляет 4,7 тыс. шт/га в лишайниковой и 5,7 тыс. шт/га в зеленомошной группах типов леса. При этом на долю сосны в лишайниковой группе типов леса приходится 96%, а в зеленомошной 51% общего количества подроста. Примесь составляет преимущественно береза как семенного, так и порослевого происхождения. Особо следует отметить, что средняя высота подроста березы в зеленомошной группе типов леса существенно превышает таковую у подроста сосны (табл. 2).

 

Таблица 2 – Средняя высота подроста сосны и березы на вырубках зеленомошной группы типов леса

№ ПП	Категория площади	Подрост
		Возраст, лет	Средняя высота, см
			Сосна	Березы
				семенная	порослевая
1	Погрузочный пункт, минерализация 100%	10	93±2,7	193±11,2	353±15,6
2	-«-	7	81±3,1	216±10,7	384±17,2
3	-«-	5	29±1,1	97±3,2	157±8,3
4	-«-	4	31±1,7	83±2,9	-
5	Погрузочный пункт, слабая минерализация почвы	6	54±3,8	-	273±14,5

 

Материалы табл. 2 содержат данные о высоте подроста на погрузочных площадках в условиях сосняка зеленомошного. Приведенные данные свидетельствуют, что подрост сосны последующей генерации существенно уступает как семенным, так и порослевым экземплярам березы по высоте. Последнее свидетельствует о необходимости проведения рубок ухода за составом в условиях сосняка зеленомошного. На вырубках сосняка лишайникового целесообразность рубок ухода минимальна, поскольку подрост представлен в основном сосной обыкновенной. Подрост березы в условиях бедных почв лишайниковой группы типов леса не представляет серьезной опасности для подроста сосны, кроме того, примесь подроста березы снижает пожарную опасность в данной группе типов леса.

Почвенные условия оказывают существенное влияние на прирост подроста в высоту, что наглядно прослеживается на графиках хода роста подроста сосны в условиях лишайниковой и зеленомошной групп типов леса (рис. 1).

 

Рис. 1 – Ход роста подроста сосны последующей генерации в условиях лишайниковой (1) и зеленомошной (2) групп типов леса Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района

 

Анализируя данные рисунка 1, можно отметить, что подрост в условиях сосняка зеленомошного в первые 10 лет обгоняет по высоте подрост сосны обыкновенной, произрастающий в условиях сосняка лишайникового.

Выводы

1. На сплошных вырубках Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района в условиях сосняка лишайникового и зеленомошного оставление тонкомера кедра, ели и пихты, а также мягколиственных пород целесообразно только биогруппами. Большинство оставленных единичных экземпляров погибает в первые 10 лет после рубки.
2. Основной причиной гибели тонкомера сосны на вырубках является усыхание ели, кедра, пихты, березы – ветровал, а осины – бурелом.
3. Формирование подроста последующей генерации способствует оставление молодых экземпляров тонкомера. Оставление материнских деревьев IV-V классов роста по Крафту на вырубках нецелесообразно.
4. Подрост последующей генерации накапливается на вырубках как лишайниковой, так и зеленомошной групп типов леса. При этом в лишайниковой группе типов леса доминирует подрост сосны обыкновенной, а в зеленомошной почти 50% подроста последующей генерации приходится на мягколиственные породы.
5. Поскольку как порослевые, так и семенные экземпляры березы обгоняют по высоте подрост сосны аналогичного возраста в условиях зеленомошной группы типов леса, здесь необходимо проведение рубок ухода за составом.

Работа выполнена в рамках тем FEUG – 2020-0013 «Экологические аспекты рационального природопользования».

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Луганский Н.А. Естественное лесовозобновление в Джабык-Карагайском бору / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, Л.П. Абрамова и др. / ИВУЗ «Лесной журнал». 2005. № 3. С. 13-20.
2. Залесов С.В. Естественное лесовосстановление на вырубках Тюменского Севера / С.В. Залесов, Е.П. Платонов, К.И. Лопатин / ИВУЗ «Лесной журнал». 1996. № 4-5. С. 51-58.
3. Луганский Н.А. Повышение продуктивности лесов / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щавровский. Екатеринбург: Урал. лесотехн. ин-т, 1995. 297 с.
4. Залесов С.В. Повышение продуктивности сосновых лесов Урала / С.В. Залесов, Н.А. Луганский. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2002. 331 с.
5. Казанцев С.Г. Оптимизация лесопользования в производных березняках Среднего Урала / С.Г. Казанцев, С.В. Залесов, А.С. Залесов. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2006. 156 с.
6. Тихонов А.С. Теория и практика рубок леса / А.С. Тихонов, С.С. Зябченко. – Петрозаводск: Карелия, 1990. 224 с.
7. Залесов С.В. Лесоводство / С.В. Залесов. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2020. 295 с.
8. Азаренок В.А. Сортиментная заготовка древесины / В.А. Азаренок, Э.Ф. Герц, С.В. Залесов и др. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2015. 140 с.
9. Залесов С.В. Последствия применения сортиментной технологии при рубках спелых и перестойных насаждений / С.В. Залесов, А.Г. Магасумова, Ф.Т. Тимербулатов и др. // Аграрный вестник Урала, 2013. № 3 (109). С. 44-46.
10. Санников С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной / С.Н. Санников. М.: Наука, 1992. 264 с.
11. Чижов Б.Е. Регулирование травяного покрова при лесовосстановлении / Б.Е. Чижов. М.: Изд-во ВНИИЛМ, 2003. 174 с.
12. Данчева А.В. Экологический мониторинг лесных насаждений рекреационного назначения / А.В. Данчева, С.В. Залесов. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2015. 152 с.
13. Бунькова Н.П. Основы фитомониторинга / Н.П. Бунькова, С.В. Залесов, Е.С. Залесова и др. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2020. 90 с.
14. Справочник сортиментных технологий заготовки древесины на базе многооперационных машин на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры / С.В. Залесов, В.А. Азаренок, Э.Ф. Герц и др. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009. 88 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Lugansky N.A. Estestvennoe lesovozobnovlenie v Dzhabyk-Karagajskom boru [Natural reforestation in the Dzhabyk-Karagai pine forest] / N.A. Lugansky, S.V. Zalesov, L.P. Abramova et al. / IVUZ «Lesnoj zhurnal» [IVUZ "Forest Journal"]. 2005. No. 3. P. 13-20. [in Russian]
2. Zalesov S.V. Estestvennoe lesovosstanovlenie na vyrubkah Tyumen-skogo Severa [Natural reforestation in the felling areas of the Tyumen North] / S.V. Zalesov, E.P. Platonov, K.I. Lopatin // IVUZ «Lesnoj zhurnal» [IVUZ "Forest Journal"]. 1996. No. 4-5. P. 51-58. [in Russian]
3. Lugansky N.A. Povyshenie produktivnosti lesov [Increasing the productivity of forests] / N.A. Luhanskiy, S.V. Zalesov, V.A. Shchavrovsky. Yekaterinburg: Ural. forestry engineering. Institute. 1995. 297 p. [in Russian]
4. Zalesov S.V. Povyshenie produktivnosti sosnovyh lesov Urala [Increasing the productivity of pine forests in the Urals] / S.V. Zalesov, N.A. Lugansky. Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2002. 331p. [in Russian]
5. Kazantsev S.G. Optimizaciya lesopol'zovaniya v proizvodnyh berez-nyakah Srednego Urala [Optimization of forest management in derivatives of the Middle Urals] / S.G. Kazantsev, S.V. Zalesov, A.S. Zalesov. Ekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2006. 156 p. [in Russian]
6. Tikhonov A.S. Teoriya i praktika rubok lesa [Theory and practice of forest felling] / A.S. Tikhonov, S.S. Zyabchenko. - Petrozavodsk: Karelia, 1990. 224 p. [in Russian]
7. Zalesov S.V. Lesovodstvo [Forestry] / S.V. Zalesov. Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2020. 295 p.
8. Azarenok V.A. Sortimentnaya zagotovka drevesiny [Assortment logging] / V.A. Azarenok, E.F. Hertz, S.V. Zalesov et al. - Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2015. 140 p. [in Russian]
9. Zalesov S.V. Posledstviya primeneniya sortimentnoj tekhnologii pri rubkah spelyh i perestojnyh nasazhdenij [Consequences of using assortment technology in felling ripe and overmature plantations] / S.V. Zalesov, A.G. Magasumov, F.T. Timerbulatov et al. // Agrarnyj vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals]. 2013. No. 3 (109). P. 44-46. [in Russian]
10. Sannikov S.N. Ekologiya i geografiya estestvennogo vozobnovleniya sosny obyknovennoj [Ecology and geography of natural renewal of Scots pine] / S.N. Sannikov. Moscow: Nauka, 1992.264 p. [in Russian]
11. Chizhov B.E. Regulirovanie travyanogo pokrova pri lesovosstanovlenii [Regulation of grass cover during reforestation] / B.E. Chizhov. Moscow: VNIILM Publishing House. 2003. 174 p. [in Russian]
12. Dancheva A.V. Ekologicheskij monitoring lesnyh nasazhdenij re-kreacionnogo naznacheniya [Ecological monitoring of forest plantations for recreational purposes] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2015. 152 p. [in Russian]
13. Bunkova N.P. Osnovy fitomonitoringa [Fundamentals of phytomonitoring] / N.P. Bunkova, S.V. Zalesov, E.S. Zalesova et al. Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2020. 90 p. [in Russian]
14. Spravochnik sortimentnyh tekhnologij zagotovki drevesiny na baze mnogooperacionnyh mashin na territorii Hanty-Mansijskogo avtonomnogo okruga – Yugry [Directory of assortment technologies for timber harvesting on the basis of multi-operational machines in the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra] / S.V. Zalesov, V.A. Azarenok, E.F. Hertz et al. Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t. 2009. 88 p. [in Russian]